Role of immune cells in cold adaptation and thermogenesis in mice

Abstract

During cold exposure, adipose tissue undergoes a range of changes that enable adaptation and the maintenance body temperature. Non-shivering thermogenesis is initiated, which uses adipose energy stores to generate heat, alongside increased mitochondrial biogenesis, blood flow, and innervation. Cold exposure also reshapes immune cells and their functions in adipose tissue - in particular, it promotes a shift towards type 2 immune responses, which create an anti-inflammatory milieu and promote thermogenesis and metabolic health. For this reason, we explored the effects of acute and chronic cold exposure on the immune compartment of different adipose depots, which vary in localization and physiology. Our aim was to determine how cold exposure alters immune cells and their function, and to identify immune mechanisms relevant during cold adaptation. We especially focused on eosinophils as key components of type 2 immunity previously implicated in thermogenic regulation. Therefore, we monitored responses to cold exposure in eosinophil-deficient (DdblGATA) mice with the aim of establishing their requirement and role in cold adaptation. We observed that DdblGATA mice exhibit impaired thermogenic responses, particularly in brown adipose tissue, coupled with metabolic alterations. Cold-induced changes in...

Tuková tkáň prochází při vystavení chladu řadou změn, které umožňují adaptaci a udržení tělesné teploty. Dochází k zahájení netřesové termogeneze, která využívá zásob energie ke tvorbě tepla, spolu se zvýšenou mitochondriální biogenezí, průtokem krve, a inervací. Vystavení chladu také remodeluje imunitní buňky a jejich funkce v tukové tkáni, a zejména podporuje imunitní odpovědi typu 2, které vytváří protizánětlivé prostředí a podporují termogenezi a metabolické zdraví. Z tohoto důvodu jsme v tomto projektu zkoumali vliv akutního a chronického vystavení chladu na imunitní buňky různých tukových dep, které se liší svým umístěním a fyziologií. Naším cílem bylo určit jak chlad pozměňuje imunitní buňky a jejich funkce, a identifikovat imunitní mechanismy relevantní pro chladovou adaptaci. Zejména jsme se zaměřili na eosinofily jako klíčovou součást imunitních odpovědí 2. typu, které byla již dříve spojovány s regulací termogeneze. Sledovali jsme proto reakce na chladovou adaptaci v myších s deficitem eozinofilů (DdblGATA) s cílem zjištění jejich nezbytnosti a role během chladové adaptace. Pozorovali jsme, že DdblGATA myši mají narušenou termogenní odpověď, zejména v hnědé tukové tkáni, které je spojena s metabolickými změnami. Změny v imunitních buňkách a cytokinech způsobené chladem se lišily mezi...